(57)【要約】【課題】監視映像を超解像処理した画像の証拠性を高める。【解決手段】記録装置内で、低精度映像（原本映像）のハッシュ値と高精度映像のハッシュ値を足し、これのハッシュ値を求め、これを記録装置に内蔵している秘密鍵で暗号化して署名を作り、低精度映像と高精度映像、署名をひもづけして記録する。  署名検証する際は、記録装置の秘密鍵のペアである公開鍵を用いて、上記署名を復号してハッシュ値を求め、これと、低精度映像と高精度映像から求めたハッシュ値を比較し、両者が一致すれば、高精度映像は確かにこの記録装置で作られたことを表す。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号化映像のデータを記録する監視映像記録装置において、
外部から符号化映像を受信する通信部と、
前記受信した符号化映像を復号化する復号化部と、
前記復号化された映像を超解像処理し、超解像画像を得る超解像処理部と、
前記超解像画像を符号化する符号化部と、
前記受信した符号化映像と前記符号化された超解像画像とを一緒に署名する署名生成部と、
前記受信した符号化映像と前記符号化された超解像画像とを対応付けて、前記署名と共に記録する記録部と、を備える監視映像記録装置。
【請求項２】
前記署名生成部は、低精度映像のハッシュ値と高精度映像のハッシュ値とを結合或いは合成してそのハッシュ値を求め、該求めたハッシュ値を該監視映像記録装置が内蔵している秘密鍵で暗号化して署名をするものであることを特徴とする請求項１記載の監視映像記録装置。
【請求項３】
ＣＰＵとメモリと不揮発性記憶手段と通信手段とを備えた情報処理装置に実行させる監視映像記録プログラムにおいて、
通信手段により外部から符号化映像を受信する受信処理と、
前記受信した符号化映像を復号化する復号化処理と、
前記復号化された映像から超解像画像を得る超解像処理と、
前記超解像画像を符号化する符号化処理と、
前記受信した符号化映像と前記符号化された超解像画像とを一緒に署名する署名生成処理と、
前記受信した符号化映像と前記符号化された超解像画像とを対応付けて、前記署名と共に不揮発性記憶手段に記録する記録処理と、を実行させる監視映像記録プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視映像記録装置に関し、特に映像データに電子署名を施して記録する監視映像記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、監視カメラ等からＩＰネットワークを介して伝送された符号化映像データを記録する映像蓄積配信システムが知られる（例えば、特許文献１乃至３参照。）。
その様なシステムでは、特許文献２のように、ＮＤＲ（ネットワークデータレコーダ）の多段接続時には、上流から間引きして取得した映像を記録する方法がある。即ち、撮影から時間がより経過した下流の装置の記録映像ほど、フレームが多く間引かれている。
また特許文献３のように、映像のデータを暗号化して記録するものもある。
【０００３】
一方で、デジタル画像処理技術の発達により、画像を高解像度化する技術が多数提案されている（例えば、特許文献４乃至６参照。）。
例えば、特許文献３には、映像データの圧縮処理時に、当該処理により生成する動きベクトルやマクロブロックを利用して超解像画像データを生成し、映像蓄積装置へ出力する監視映像記録システムが記載されている。
【０００４】
この他、本発明に関連する技術として、正解画像と超解像処理結果の画像データを使って両者の違いを適切に比較し超解像処理結果の検証を行う超解像画像検証装置が知られる（例えば、特許文献７参照。）。
また、スケーラブル符号化ストリームについてレイヤごとに完全性チェックを適用するようにしたデータの完全性を保証するための方法及び装置が知られる（例えば、特許文献８参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３‐３１９３７８号公報
【特許文献２】特開２００８‐２１９２７５号公報
【特許文献２】特開２００８‐１７２６４７号公報
【特許文献４】特開２００５‐１５０８０８号公報
【特許文献５】特開２００８−１８１５２０号公報
【特許文献６】特開２００９−５１１９号公報
【特許文献７】特開２００４‐２９４４０８号公報
【特許文献８】特表２００７‐５１６６６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、超解像処理を用いて精度の低い映像（例えば標準画質（ＳＤ）映像）を精度の高い映像（例えばＨＤ映像）に変換し、不審者や車のナンバーを明確にしても、精度の高い映像は必ずしも原本とはならないため、証拠性が低い、という問題があった。即ち、超解像処理にはチューニング可能なパラメータが介在し、それにより得られる高精度映像が異なりうるものであり、そのような映像の信頼性の指標も確立されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明の監視映像記録装置は、低精度映像のハッシュ値と高精度映像のハッシュ値を足し、これのハッシュ値を求め、これを記録装置に内蔵している秘密鍵で暗号化して署名を作り、低精度映像と高精度映像、署名をひもづけして保存する。
署名検証する際は、記録装置に内蔵している秘密鍵のペアである公開鍵を用いて、上記署名を復号してハッシュ値を求め、これと、低精度映像と高精度映像から求めたハッシュ値を比較し、両者が一致すれば、高精度映像は確かにこの記録装置で作られたことを表す。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、高精度映像に対する証拠性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る監視システムの模式図
【図２】図１の記録装置４の内部ブロック図
【図３】記録装置４の署名生成部１７の処理の模式図
【図４】閲覧装置５における署名検証処理の模式図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本発明の実施形態に係る監視システムの模式図である。
監視システムは、ネットワークカメラ１、２及び３と、監視映像記録装置４（以下単に記録装置と称す）と、閲覧装置５と、ネットワーク６とから構成される。
ネットワークカメラ１、２、３は、撮影した映像（低精度映像）を、ＭＰＥＧ等の映像符号化方式で符号化し、伝送用にパケット化して、ネットワーク６に送出する。
【００１１】
記録装置４は、ネットワーク６を介しネットワークカメラ１〜３から送られてきた低精度映像（１２）を受信し、記録する。この時、低精度映像を超解像処理して高精度映像を作る。
閲覧装置５は、ネットワークカメラ１〜３から受信した低精度映像を表示したり、記録装置４から受信した映像（低精度映像または高精度映像）を表示する。閲覧装置５は例えば、汎用のパーソナルコンピュータにビューワーソフト（Ｗｅｂブラウザ）や署名検証ソフトを導入したものである。
ネットワーク６は、ネットワークカメラ１〜３から送信された符号化映像を、記録装置４や閲覧装置５に伝達する。
【００１２】
図２は、本形態の記録装置４の内部ブロック図である。
記録装置４は、通信部７、制御部８、記録部９、署名生成部１０、復号処理部１５、超解像処理部１６、及び符号化処理部１７から構成される。
通信部７は、前述したネットワークカメラ１〜３から送られてきた低精度映像（パケット化、符号化されている）を受け取り、デパケット化して、制御部８へ送る。
制御部８は、低精度映像を記録部９に送る他、必要に応じて、低精度映像を記録部９から取り出し、復号処理部１５に送る。
記録部９は、キャッシュ（バッファ）機能やセクタ管理機能を有し、ランダムアクセス可能な不揮発性記憶手段であり、符号変された低精度映像及び高精度映像を署名と共にストリーム或いはファイルとして記憶する。その際、フレーム番号、時刻等の管理情報或いはデータ構造により、対応する低精度映像と高精度映像とが紐付けられた（特定可能な）様態で記録する。
【００１３】
署名生成部１０は、制御部８から与えられた若しくは記録部９から読み出した低精度映像や高精度映像に対して、署名を生成し、記録部９に送る。
復号処理部１５は、低精度映像を復号し、これを超解像処理部１６に送る。
超解像処理部１６は、復号された低精度映像を超解像処理して高精度映像を作り、これを符号化処理部１７へ送る。超解像処理には、特許文献４乃至７のような公知の手法を用いることができ、通常は、複数枚の時系列映像に基づいて１枚の超解像画像を得るような処理である。
符号化処理部１７は、高精度映像を符号化し、記録部９に送る。その際、高精度映像のフレーム番号やタイムスタンプ等として、元になった低精度映像と同じものを用いる。
【００１４】
記録装置４は、ＣＰＵやメモリ等を有する汎用のサーバ装置に、上述した機能部を実現するプログラムを実行させて構成することができる。
【００１５】
図３は、本形態の記録装置４の署名生成部１７の処理の模式図である。
符号化された低精度映像１２をハッシュ関数１８に入力して、ハッシュ値２３を求める。符号化された高精度映像１３をハッシュ関数１９に入力して、ハッシュ値２４を求める。低精度映像１２や高精度映像１３からハッシュ値を求める処理単位（周期）は任意でよいが、両者を同じ単位とすることが望ましく、例えばフレーム単位である。
ハッシュ値２３とハッシュ値２４を、加算器（半加算器）２１に入力し、その結果をハッシュ関数２０に入力して、ハッシュ値２５を求める。ハッシュ値２５と秘密鍵１１を暗号関数２２に入力して、署名１４を求める。
秘密鍵１１は、ＰＫＩ（Public Key
Infrastructure）などに言う秘密鍵であり、記録装置４において秘密に保持される。ハッシュ関数１８、１９は、要約関数或いは一方向性関数とも呼ばれ、例えばＳＨＡ１である。ハッシュ値２３とハッシュ値２４の結合（合成）の仕方としては、加算のほか、連結（両ハッシュ値のデータ列を単に繋ぎ合わせる）等の各種の演算方法を用いることができる。また署名１４は、時刻情報をハッシュ値２５と一緒に秘密鍵で暗号化して得ても良い。
【００１６】
図４は、本形態の閲覧装置５における署名検証処理の模式図である。
記録装置２から、符号化された低精度映像１２と高精度映像１３、署名１４を受け取る。
署名１４と、記録装置２の保持する秘密鍵１１のペアである公開鍵２７を復号関数２６に入力して、署名１４を復号してハッシュ値２８を求める。
また、低精度映像１２と高精度映像１３とから、図３と同様にハッシュ値２５を求める（改ざん等がなければ図３の署名生成処理と同一になるので、便宜上、図３と同じ符号を付した）。
ハッシュ値２５とハッシュ値２８を比較処理２９に入力する。
比較処理２９は、両者が一致すれば、高精度映像（符号化されている）１３は記録装置２で作られたと判断し、一致しなければそうでないと判断する。
【００１７】
本形態の監視システムの記録装置４の基本的な構成や作用は上述した通りであるが、配信機能を有する従来の映像蓄積配信システム等に適用できることは明らかである。また本形態は、受信する符号化された低精度映像自体が署名済みであることを妨げるものではなく、一例としてその署名を図３及び図４のハッシュ値の代わりに用いることもできる。
なお、本例の符号化処理部１７が出力する符号化された高精度映像は、それ単体で原画像に相当する映像に再生できるものでも、原画像と低精度映像との差分に相当する映像を符号化したものでも、どちらでも良い。
前者の場合は、低精度映像１２は署名１４及びハッシュ値２４と共に１つのストリームとし、高精度映像１３は署名１４及びハッシュ値２３と共に１つのストリームとし、２つの別個のストリームとして記録することもできる。低精度映像１２と高精度映像１３とは、それぞれストリーム中に記録されたフレーム番号等により紐付けられる。
後者の場合は、ＭＰＥＧ４（ISO/IEC14496-2）のＦＧＳ（fine granular scalability）のような空間階層（スケーラブル）符号化を用い、低精度映像１２と高精度映像１３と署名１４とを１つのストリームとして記録することもできる。
【００１８】
以上述べたように、本形態の記録装置によれば、超解像処理により生成された精度の高い映像についても、精度の低い映像と一緒に署名が施されて記録されるようにしたので、精度の高い映像を原本とすることができ、或いは、原本である精度の低い映像と同時期に存在し、署名元の記録装置で記録されたことを証明することができる。
そのため、精度の低い映像が間引かれて精度の高い映像の再作成ができなくなっても、精度の高い映像に基づく署名が検証できれば、証拠性を保つことができる。
また、精度の低い映像と精度の高い映像との同一性がより信頼できるようになるので、精度の低い映像との紐付けが保たれていれば、精度の高い映像は（時間的及び空間的に）任意に抜粋保存されても証拠性を保つことができる。
【００１９】
［変形例１］
本変形例１は、上記の記録装置４の超解像処理部１６に、学習型超解像処理を適用したものである。即ちネットワークカメラとしてメガピクセルカメラを用い、記録装置４において高解像映像を受信し、低精度映像を超解像処理して得た高精度映像が、受信した高解像映像に近づくように学習（適応制御、トレーニングとも言う）をするものである。
本例のネットワークカメラ１’は、ネットワークカメラ１と同等の動作に加え、定期的に高画素数で撮影し符号化した高解像映像と、その高解像映像に対応する（時刻等の撮影条件が実質的に同一な）符号化された低精度映像と、を生成して送信する。低精度映像は、符号化前の高解像映像をサブサンプルして生成するのが望ましいが、別個に撮像しても良い。高解像映像の送信は、ネットワークカメラ１’の自立した制御によるものでも、記録装置からの要求によるものでも、どちらでも良い。低精度映像の送信にはＵＤＰを利用したリアルタイム伝送用のプロトコルを、高解像映像の送信にはＴＣＰ等のプロトコルを利用できる。
【００２０】
本例の制御部８’は、ネットワークカメラ１’〜 ３’における撮像条件（パンチルト位置やズーム、照度等）の情報を取得し、超解像処理部１６’に通知する。この情報は、制御部８から指定してネットワークカメラ１’等に与えたものでも、ネットワークカメラ１’
等から低精度映像等と共に受信されるものでもよい。
本例の復号処理部１５’は、受信した高解像映像についても復号を行い、復号した高解像映像とそれに対応する低精度映像の直近の１フレームを夫々バッファに保持する。
本例の超解像処理部１６’は、対応関係にある低精度映像と高解像映像とを用いて学習を行い、撮像条件（どのカメラの、パンチルトズーム位置であるか等）毎に拘束条件や評価式などを最適化する。つまり撮像条件が頻繁に変化するような場合でも、同条件での学習を途中から再開できる。またこのような最適化を行っても超解像処理が収束しない場合は、その条件での超解像処理を無効にする。
【００２１】
本例によれば、超解像処理のパラメータを手動で設定することなく自動的に最適なものにできる。なお、署名により高精度映像自体の証拠性が高いので、高精度映像を後日再現するためにパラメータを別途記録する手間を省くこともできる。
【符号の説明】
【００２２】
１〜３：ネットワークカメラ、        ４：記録装置
５：閲覧装置、                      ６：ネットワーク
７：通信部、                        ８：制御部
９：記録部、                        １０：署名生成部
１１：秘密鍵、                      １２：低精度映像
１３：高精度映像、                  １４：署名
１５：復号処理部、                  １６：超解像処理部
１７：符号化処理部、                １８〜２０：ハッシュ関数
２１：加算器、                      ２２：暗号関数
２３〜２５：ハッシュ値、            ２６：復号関数
２７：公開鍵、                      ２８：ハッシュ値
２９：比較処理
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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